Inox và Thép thường khác nhau thế nào? So sánh chi tiết A–Z

Trong các dự án cơ khí và xây dựng, quyết định chọn inox hay thép thường ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, chi phí và độ tin cậy của công trình. Bài viết này đi thẳng vào câu hỏi: inox và thép thường khác nhau như thế nào, nên dùng loại nào trong từng điều kiện thực tế tại Việt Nam. Đây cũng là kiến thức nền tảng khi bắt đầu làm việc với thép không gỉ, nhưng nội dung được trình bày độc lập, đầy đủ và có thể áp dụng ngay.

1) Khái niệm và bản chất vật liệu

– Inox (thép không gỉ): Là nhóm thép hợp kim có tối thiểu khoảng 10,5% Cr, tạo lớp màng thụ động Cr2O3 tự phục hồi, giúp chống ăn mòn vượt trội. Các hệ chính: Austenitic (ví dụ 201, 304, 316), Ferritic (430), Martensitic (410, 420) và Duplex (2205).
– Thép thường: Thường ám chỉ thép cacbon và thép hợp kim thấp (Cr tổng < 10,5%). Không có màng thụ động bền vững, nên cần sơn, mạ kẽm hoặc bảo vệ khác để chống gỉ.

2) Thành phần hóa học: Điểm khác biệt cốt lõi

– Inox austenitic thông dụng:
– 304/304L: Cr 18–20%, Ni 8–10,5%. C thấp với “L” để hàn tốt, giảm ăn mòn liên tinh.
– 316/316L: Cr 16–18%, Ni 10–14%, Mo 2–3% tăng chống rỗ pitting trong môi trường chloride.
– 201: Cr 16–18%, Ni 3,5–5,5% (Ni thấp, Mn và N cao). Giá rẻ hơn 304 nhưng chống ăn mòn kém hơn, nhất là vùng biển.
– Thép thường điển hình:
– A36/SS400/Q235: Thép cacbon thấp, C ~0,2–0,26%, Mn ~0,6–1,2%.
– C45/S45C: Thép cacbon trung bình, C ~0,45% cho chi tiết chịu mài mòn, yêu cầu nhiệt luyện.
Điểm mấu chốt: Cr ≥10,5% trong inox tạo màng thụ động chống gỉ; thép thường không có đặc tính này.

3) Cơ tính và tính chất vật lý

Cơ tính điển hình

– Giới hạn chảy/yield (MPa):
– 304/316: khoảng 200–240 MPa (không hóa bền nguội).
– A36/SS400: khoảng 235–250 MPa.
– Độ bền kéo/UTS (MPa):
– 304: khoảng 520–720 MPa; 316: khoảng 515–690 MPa.
– A36: khoảng 400–550 MPa.
– Độ dẻo: Inox austenitic và thép cacbon thấp đều dẻo tốt; inox austenitic làm việc nguội tăng bền đáng kể.
– Độ cứng: Tùy trạng thái; martensitic có thể tôi đạt cứng cao, austenitic không tôi cứng bằng nhiệt.

Tính chất vật lý đáng chú ý

– Khối lượng riêng: inox ~7,9 g/cm³; thép thường ~7,85 g/cm³ (xấp xỉ nhau).
– Độ dẫn nhiệt: inox austenitic ~15–17 W/m·K (thấp); thép thường ~50–60 W/m·K (cao hơn).
– Hệ số giãn nở nhiệt: inox austenitic ~16–17 µm/m·K; thép thường ~11–13 µm/m·K.
– Từ tính: inox austenitic thường không nhiễm từ (có thể hơi nhiễm sau biến dạng nguội); ferritic/martensitic và thép thường nhiễm từ.

Ý nghĩa thực tế: inox giãn nở nhiều hơn và dẫn nhiệt kém hơn thép thường; cần tính đến khe hở giãn nở, biến dạng nhiệt và chế độ tản nhiệt.

4) Chống ăn mòn và tuổi thọ

– Cơ chế bảo vệ của inox: màng thụ động giàu Cr tự lành khi bị xước trong môi trường có oxy. Hợp kim có Mo (316) và N cải thiện chống rỗ do chloride.
– Thép thường: gỉ nhanh trong môi trường ẩm/sương muối; bắt buộc bảo vệ bề mặt (sơn, mạ kẽm nhúng nóng, bảo trì định kỳ).
– Chỉ số PREN (ước lượng chống rỗ): PREN ≈ %Cr + 3,3×%Mo + 16×%N.
– 304: PREN ~18–19 (chỉ môi trường chloride nhẹ).
– 316: PREN ~24 (tốt hơn rõ trong môi trường nước biển, hóa chất chứa Cl-).

Ứng xử theo môi trường điển hình

– Trong nhà khô ráo: thép thường có thể dùng nếu sơn tốt; inox 201/304 cho thẩm mỹ, ít bảo trì.
– Ngoài trời nội địa (không gần biển): 304 ổn cho lan can, mái che; thép thường phải sơn/mạ tốt.
– Ven biển/khí hậu mặn: ưu tiên 316; 304 dễ bị ố trà (tea staining); 201 thường không phù hợp ngoài trời ven biển.
– Thực phẩm, y tế: 304/316 vì vệ sinh, chống ăn mòn, đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh bề mặt.
– Hóa chất nhẹ/ngành nước: 304 cho nước sạch; 316 khi có chloride/axit yếu; kiểm tra pH, nhiệt độ, ion Cl- thực tế trước khi quyết định.

5) Gia công, hàn và xử lý bề mặt

– Cắt gọt: inox austenitic hóa bền nguội nhanh; dùng dao cứng, góc cắt hợp lý, tốc độ thấp hơn thép thường, dùng dung dịch trơn nguội đầy đủ.
– Uốn/dập: inox austenitic dễ tạo hình; cần bán kính uốn lớn hơn để tránh rạn nứt do hóa bền.
– Hàn:
– Chọn que/dây phù hợp: 308L cho 304; 316L cho 316; dùng “L” để hạn chế kết tủa Cr-carbide.
– Kiểm soát nhiệt vào, làm sạch sau hàn; pickling-passivation để phục hồi màng thụ động.
– Thép thường hàn dễ, nhưng cần xử lý chống gỉ vùng mối hàn nếu làm việc ngoài trời.
– Hoàn thiện bề mặt inox: 2B, BA, HL, No.4… Bề mặt càng mịn càng chống bám bẩn và ăn mòn kẽ tốt hơn.

6) Chi phí và tổng chi phí sở hữu (TCO)

– Giá vật liệu: thường, 304 đắt hơn thép thường khoảng 2,5–4 lần theo kg; 316 đắt hơn 304; 201 rẻ hơn 304. Tỷ lệ biến động theo thị trường nickel/molybdenum.
– Gia công: inox tốn dao cụ và thời gian hơn; bù lại ít hoặc không cần sơn bảo trì.
– Bảo trì vòng đời: thép thường phải sơn lại định kỳ; inox, nếu chọn đúng mác và bề mặt, chi phí bảo trì thấp. Với công trình ven biển/ẩm ướt, inox đúng mác thường rẻ hơn tính trên vòng đời.

7) Ứng dụng thực tế và gợi ý chọn mác

– Kết cấu, khung nhà xưởng trong đất liền: thép thường A36/SS400 sơn/mạ; dùng inox khi ưu tiên thẩm mỹ, vệ sinh, chống ăn mòn.
– Lan can, ốp mặt dựng đô thị: 304 bề mặt HL/No.4; ven biển xem xét 316.
– Bếp công nghiệp, thực phẩm: 304 cho bàn, chậu, kệ; 316 cho khu vực muối mặn, nước lợ, sốt/chất tẩy mạnh.
– Bồn chứa, đường ống hóa chất nhẹ/nước: 304/316 theo Cl-, pH, nhiệt độ; 201 chỉ phù hợp môi trường khô, tải trọng nhẹ, trong nhà.
– Chi tiết chịu mài mòn, cần nhiệt luyện: thép cacbon trung bình như C45/S45C.

Checklist nhanh khi chọn:
– Môi trường: độ ẩm, chloride, hóa chất?
– Tuổi thọ mong muốn và bảo trì chấp nhận?
– Ngân sách đầu tư vs chi phí vòng đời?
– Công nghệ gia công, hàn hiện có?
– Yêu cầu chứng chỉ, tiêu chuẩn ngành?

8) Cách nhận biết và kiểm tra nhanh

– Nam châm: chỉ giúp phân biệt sơ bộ; inox austenitic thường không hút, nhưng có thể hút nhẹ sau cán/đập; không xác định mác.
– Kiểm tra tia lửa: thép cacbon phát tia nhiều, phân nhánh; inox austenitic tia ít hơn. Cần kinh nghiệm.
– Thuốc thử Mo (moly drop): phân biệt 304 với 316 (316 cho phản ứng dương tính do có Mo).
– PMI/XRF: phương pháp chuẩn để xác định thành phần hợp kim tại chỗ.
– Tài liệu/tem nhãn: kiểm tra chứng chỉ Mill Test Certificate (MTC), ký hiệu tiêu chuẩn.

9) Tiêu chuẩn và quy cách phổ biến tại Việt Nam

– Inox:
– Dạng tấm/cuộn: ASTM A240/A480; JIS G4304/G4305; EN 10088. Mác phổ biến: 201, 304/304L (SUS304), 316/316L (SUS316), 430.
– Ống hàn/đúc: ASTM A312/A554; JIS G3448/G3463.
– Thanh/đặc: ASTM A276.
– Thép thường:
– Tấm: ASTM A36; JIS G3101 SS400; GB Q235.
– Ống: ASTM A106/A53; JIS G3452/G3444.
Lưu ý: Tại Việt Nam, doanh nghiệp thường dùng bộ tiêu chuẩn ASTM/JIS/EN tương đương; yêu cầu MTC rõ ràng để đồng bộ chất lượng.

10) Lỗi lựa chọn vật liệu thường gặp và cách tránh

– Dùng inox 201 cho hạng mục ngoài trời ven biển: dễ ố và rỗ. Giải pháp: chuyển 304 với hoàn thiện tốt hoặc 316.
– Chỉ dùng “test nam châm” để xác định 304: dễ nhầm với 201. Giải pháp: dùng PMI hoặc test Mo, yêu cầu MTC.
– Hàn inox không dùng dây “L”, không pickling-passivation: gây ăn mòn mối hàn. Giải pháp: 308L/316L và xử lý sau hàn.
– Gia công inox bằng chung dụng cụ với thép thường: nhiễm bẩn Fe sinh gỉ bề mặt. Giải pháp: dụng cụ riêng, vệ sinh/passivation.
– Dùng thép thường ngoài trời chỉ sơn mỏng: nhanh bong tróc, gỉ. Giải pháp: hệ sơn chuẩn, mạ kẽm nhúng nóng hoặc chọn inox.

11) So sánh nhanh theo tiêu chí quan trọng

– Chống ăn mòn: inox 316 > 304 >> 201 > thép thường sơn/mạ.
– Giá vật liệu: thép thường < 201 < 304 < 316. - Gia công dễ: thép thường ≥ inox ferritic > inox austenitic.
– Thẩm mỹ, vệ sinh: inox vượt trội.
– Truyền nhiệt/dẫn điện: thép thường cao hơn.
– Ứng dụng ngoài trời/ven biển: ưu tiên 316; 304 cho nội địa; thép thường cần bảo vệ bề mặt nghiêm ngặt.

Nguồn tham khảo

– Nickel Institute – Stainless Steels: An Introduction and Their Properties: https://www.nickelinstitute.org
– Outokumpu Stainless Steel Handbook: https://www.outokumpu.com/handbook
– SSINA – General Stainless Steel Information (304/316 data): https://www.ssina.com
– ASTM International – Material Standards (A240, A276, A312, A36): https://www.astm.org
– AZoM Materials – Stainless Steel 304 and 316 Property Datasheets: https://www.azom.com

Kết luận

Khác biệt lớn nhất giữa inox và thép thường nằm ở khả năng chống ăn mòn do thành phần Cr trong inox tạo màng thụ động bền vững. Về cơ tính cơ bản, hai nhóm vật liệu có độ bền ở mức tương đương cho ứng dụng phổ thông, nhưng inox có ưu thế vượt trội về tuổi thọ, thẩm mỹ và vệ sinh trong môi trường ẩm, có muối hoặc hóa chất nhẹ. Chọn 316 cho ven biển/hóa chất có chloride, 304 cho nội địa/đồ gia dụng và công trình trong nhà, 201 cho hạng mục khô ráo ít khắt khe về ăn mòn, và thép thường cho kết cấu kinh tế khi có giải pháp bảo vệ bề mặt đúng kỹ thuật. Luôn xác minh mác bằng MTC hoặc PMI để tránh nhầm lẫn.

Cần tư vấn nhanh theo điều kiện môi trường, bản vẽ và ngân sách của bạn? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được khuyến nghị mác vật liệu tối ưu và báo giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com